Tenzometr vynalezli Edward E. Simmons a Arthur C. Ruge v roce 1938. Tento vynález vedl k měření významného množství napětí na různých strukturách. Tenzometr je a typ snímače používá se v nejrůznějších aplikacích k měření napětí objektu. Jedná se o základní geotechnický nástroj, který určuje napětí v řadě struktur, jako jsou tunely, podzemní dutiny, budovy, mosty, betony, zděné přehrady, zapuštění do půdy / betonu atd. Zde je vše, co čtenář může vědět o tenzometru, včetně pracovní princip, vlastnosti a aplikace.

Co je tenzometr?

Definice: Tenzometr je jedním z imperativních zařízení používaných v oblasti geotechnického inženýrství k měření napětí na různých strukturách. Působením vnější síly by došlo ke změně odporu tenzometru.

tenzometr

Základní konstrukce měřidla má izolační pružnou podložku pro podporu konstrukce z kovové fólie. Tato kovová cívka je přilepena k tenké podložce zvané nosič a celá sestava je připevněna k předmětu pomocí vhodného lepidla. Protože se předmět deformuje působením síly, tlaku, hmotnosti, napětí atd., elektrický odpor změn fólie. A Wheatstoneův most měří změnu odporu, která souvisí s napětím prostřednictvím množství známého jako Gauge Factor.

tenzometrický vzorový diagram

Malé změny odporu měřidla se měří pomocí konceptu Wheatstoneova můstku. Níže uvedený obrázek ilustruje obecný Wheatstoneův most, který má čtyři odporová ramena a budicí napětí, V_BÝVALÝ.

Wheatstoneův most

Wheatstoneův most má dvě rovnoběžky dělič napětí obvodů. R1 a R2 tvoří obvod s jedním děličem napětí, R3 a R4 tvoří druhý obvod s děličem napětí. Výstupní napětí VO je dáno vztahem:

Ve = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * V_BÝVALÝ

Pokud R1 / R2 = R4 / R3, pak je výstupní napětí nulové a most je považován za vyvážený most.

Malá změna odporu vede k nenulovému výstupnímu napětí. Je-li „R4“ nahrazen tenzometrem a jakékoli změny odporu tenzometru způsobí nevyvážení můstku a vytvoření nenulového napětí.

Faktor rozchodu kmene

Faktor rozchodu GF je uveden jako

GF = (∆R⁄RG) / ∈

Kde,

„ΔR“ je změna odporu způsobená napětím

„RG“ je odpor nedeformovaného obrysu

„Ε“ je kmen

Faktor rozchodu běžných kovových fólií je kolem 2. Výstupní napětí snímače SV Wheatstoneova můstku je dáno vztahem,

SV = EV (GF.∈) / 4

Kde EV je můstkové budicí napětí

Tenzometr pracuje

Fungování tenzometru zcela závisí na elektrickém odporu objektu / vodiče. Když se objekt roztáhne v rámci svých mezí pružnosti a trvale se nerozlomí nebo nevybočí, stane se tenčí a delší, což bude mít za následek vysoký elektrický odpor. Pokud je objekt stlačený a nedeformuje se, ale rozšiřuje se a zkracuje se, vede to ke snížení elektrického odporu. Hodnoty získané po měření elektrického odporu měřidla pomáhají pochopit míru napětí.

Budicí napětí se přivádí na vstupní svorky měřicí sítě, zatímco výstup se čte na výstupních svorkách. Normálně jsou připojeny k zátěži a pravděpodobně zůstanou stabilní po delší dobu, někdy i po desetiletí. Lepidlo použité pro měřidla závisí na době trvání měřicího systému - kyanoakrylátové lepidlo je vhodné pro krátkodobá měření a epoxidové lepidlo pro dlouhodobá měření.

“co je to pojistka typu d ”

Princip fungování tenzometru

Jak víme, odpor je přímo závislý na délce a průřezu vodiče, který je dán vztahem R = L / A

Kde,

„R“ = odpor

„L“ = délka

„A“ = plocha průřezu

Je zřejmé, že délka vodiče se mění se změnou velikosti a tvaru vodiče, případně se mění plocha průřezu a odpor.

Jakýkoli normální rozchod má vodivý proužek, který je dlouhý a tenký a který je umístěn klikatým způsobem rovnoběžných čar. Účelem tohoto cik-cak zarovnání je s velkou přesností zpracovat malé množství napětí, ke kterému dochází mezi rovnoběžkami. Stres je definován jako odporová síla objektu.

Tenzometrické rozety

Dva nebo více měřidel umístěných těsně v rozetové struktuře pro měření počtu komponent k vyhodnocení přesného přetvoření na povrchu jsou známé jako tenzometrické rozety. Ilustrace je znázorněna na obrázku níže.

tenzometrické rozety

Zátěžové buňky

Tyto snímače se nejčastěji nacházejí v průmyslových aplikacích. Je vysoce přesný a ekonomický. Snímač zatížení se v zásadě skládá z kovového tělesa, na kterém jsou připevněny tenzometry. Aby bylo kovové tělo pevné a méně elastické, používá se k jeho konstrukci legovaná ocel, hliník nebo nerezová ocel.

Když na siloměr působí vnější síla, je siloměr mírně deformován a pokud není přetížen, vrátí se do původního tvaru.

Pokud se snímač zatížení deformuje, měřidlo se změní ve tvaru, což způsobí změnu elektrického odporu měřidla, který zase měří napětí.

Existují běžné typy tenzometrických siloměrů, mezi něž patří ohybový paprsek, palačinka, jednobodový smykový snímač zatížení, oboustranný smykový paprsek, spony z ocelového lana atd.

Charakteristika tenzometrů

Důležité charakteristiky tenzometrů jsou:

Jsou vhodné pro delší období s určitými opatřeními
Poskytují přesné hodnoty se změnou teploty a dalšími faktory
Ty se snadno vyrábějí díky jednoduchým součástem
Snadno se udržují a mají dlouhou životnost
To je zcela zapouzdřené, aby bylo chráněno před poškozením, jako je manipulace a instalace

Aplikace tenzometru

Výjimečné vlastnosti umožňují použití těchto měřidel v oblasti geotechnického inženýrství k neustálému monitorování konstrukcí, jako jsou přehrady, tunely atd., A k předcházení nehodám v dostatečném předstihu. Některé z aplikací tenzometrů zahrnují -

Monitorování železniční dopravy
Kabelové mosty
Letectví a kosmonautika
Jaderné elektrárny

Časté dotazy

1). Jaká je citlivost tenzometru?

Napětí v proudění se liší s ohledem na rychlost deformace. Rychlost přetvoření také závisí na zrnitosti předmětu nebo pracovního materiálu. Je definována jako poměr změny namáhání toku ke změně přetvoření.

2). Jaká je jednotka napětí?

Kmen je bezrozměrné množství. Rychlost přetvoření je však převrácená od času a jednotka SI je převrácená od sekund (s-1).

3). Jak zvolím tenzometr?

To je vybráno na základě typu aplikací a dalších souvisejících prvků. Jako -

“jak otestujete kondenzátor pomocí multimetru? ”

Na základě délky a odporu měřidla
Na základě nákladů na úsporu práce
Na základě materiálu a prostředí měření

4). Proč se Wheatstoneův most používá pro tenzometr?

Wheatstoneův můstek je schopen měřit výstupní napětí v milivoltech. U vázaného tenzometru lze změřit změnu odporu, pokud je připojen k elektrickému obvodu (Wheatstoneův můstek), který měří minutovou změnu odporu. Jakmile se výstupní napětí na Wheatstoneově můstku stane nenulové, obvod ztratí rovnováhu a pomůže určit napětí na objektu.

5). Jak instalujete tenzometry?

Zde jsou kroky k instalaci tenzometru

Tak, an podrobný popis tenzometru , v tomto článku jsou uvedeny principy práce, měřicí faktor, charakteristiky a aplikace. Kromě toho je digitální obrazová korelace (DIC) technikou používanou v dnešní době k měření napětí. Používá se v mnoha průmyslových odvětvích kvůli přesnosti a jako náhrada konvenčních typů senzorů, jako jsou akcelerometry, strunové hrnce, LVDT a mnoho dalších. Zde je otázka, jaká je hlavní funkce tenzometru?